數(shù)字電路課程教學方法研究

摘 要：應用型人才培養(yǎng)應以培養(yǎng)學生的動手能力為目標，然而數(shù)字電路課程的教學，一直以來普遍采用理論知識傳授型的教學模式，教學效果不是很理想。為了適應應用型人才培養(yǎng)的目標，提出數(shù)字電路課程進行教學方法改革，引入項目教學，這樣不僅可以體現(xiàn)應用型人才培養(yǎng)教學模式的特色，而且有利于培養(yǎng)符合社會需求的復合型人才。

關鍵詞：教學改革；項目教學法；數(shù)字電路

中圖分類號：G642

數(shù)字電路是電子信息類專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎課，通過這門課程的學習，學生能夠掌握數(shù)字邏輯的相關基礎知識，為后續(xù)課程如單片機、EDA技術應用等課程的學習奠定基礎，為將來的就業(yè)奠定基礎。傳統(tǒng)的數(shù)字電路教學是先由教師在課堂上講解理論知識，然后再讓學生進入實驗室完成相關的演示性實驗或驗證性實驗。這是一種被動式的教學模式，教學效果并不理想，沒有真正激發(fā)學生的學習興趣，使學生的理論知識和實踐技能脫節(jié)，做實驗也大都是應付了事，并沒有真正主動地參與其中。因此，需要對本課程的教學方法和教學模式進行改革，來提高學生學習的積極主動性。如何實現(xiàn)數(shù)字電路的有效教學，如何實現(xiàn)在學習中發(fā)揮學生的主體地位效果，真正實現(xiàn)理論知識和實踐技能的有機結(jié)合，如何提高學生分析問題和解決問題的實踐能力，這些都是本課程教學改革中亟待解決的問題。

項目教學法起源于德國，是一種切實可行的教學模式[1]，已經(jīng)得到了國內(nèi)各所高等院校、大中專院校和高職院校的廣泛關注。它是一種以項目為主體的職業(yè)行為引導的教學模式，通過組織學生真實地參加項目設計、項目實現(xiàn)和項目管理，是完全在項目實施過程中完成教學任務的過程，是一種理論與實踐相結(jié)合的真實演練。

1 教學過程

傳統(tǒng)的數(shù)字電路課程教學主要以課堂理論教學為主，雖然有實驗課時安排，但理論與實驗分開，對學生來說前后知識脫節(jié)。課堂教學只是教師一味地向?qū)W生灌輸理論知識，而沒有考慮到教學的實際效果。真正把理論知識應用到實驗中的學生不多，大都按照老師的要求做一些演示性或驗證性實驗，不注重實驗過程中理論知識的應用，只要看到結(jié)果就行。這樣，學生就沒有積極主動性，不去思考基礎知識的相互關聯(lián)性，只是照搬照抄老師的演示或?qū)嶒炛笇系膬?nèi)容，沒有真正把自己所學的知識融入進去。忽視了對學生技能操作能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，強調(diào)以教師為中心、教材為中心、課堂為中心，即所謂“三中心”原則[2]，教材上有什么，教師教什么，學生就學什么，忽視了教師對課程內(nèi)容的把握，忽視了學生學習積極性、主動性的發(fā)揮。在學本門課之前，學生對有關電子技術的知識了解較少，一進入課堂就給他們講解，容易給他們造成這門課很難的印象，進而挫敗他們學習的信心。因此，在講課之前，先告知學生課前預習的重要性，并提供相關課件和教學視頻讓學生提前進入學習環(huán)節(jié)，在學習中遇到不懂的或弄不清楚的問題記下來再到課堂上解決。這樣，到課堂上的時候，學生不再是一片空白，而是帶著問題有目的地去聽課，提高了課堂學習效率。而且，學生也可以發(fā)表自己對某一問題或知識點的理解和看法，提高了學生學習的積極主動性，也體現(xiàn)了課堂教學中學生的主體地位。由于數(shù)字電路是一門實踐性、應用性很強的課程，在教學過程中必須加強實踐教學環(huán)節(jié)，使理論知識與實踐緊密結(jié)合，為后續(xù)專業(yè)課的學習和具備相應的崗位技能要求打下堅實的基礎。對學生實踐能力的培養(yǎng)，先讓學生認識常見的數(shù)字集成電路，演示一兩個有實際應用性的數(shù)字邏輯系統(tǒng)實例，之后介紹系統(tǒng)所用到的理論知識，引起學生學習、探索的興趣。

在數(shù)字電路的教學過程中引入項目教學，打破了傳統(tǒng)理論課、實驗課和實訓課相互孤立的局面，將理論教學、實踐教學、企業(yè)要求等融于一體，以達到應用型人才培養(yǎng)的要求，得以實現(xiàn)以就業(yè)為導向，以技能為核心的辦學宗旨，達到應用性人才培養(yǎng)的目的[3]。本課程的教學借鑒項目教學法，再結(jié)合自身的實際情況，使課堂教學成為以小組的形式為共同完成一個完整的項目任務而進行的學習活動，通過項目任務的完成來應用相關的基礎知識，最終能得到一個具有實際應用價值作品，使參與者都有一種成就感，讓學生成為整個過程的主體。在教學過程中將項目教學法進行拓展，取得了較好的教學效果。

如筆者在通信工程1201班上數(shù)字電路科目七人舉手表決電路設計這一項目時，（1）確定本次課教學任務是七人舉手表決電路的設計與實現(xiàn)；（2）制定本次可計劃并實施。先讓學生根據(jù)提出的問題確定電路的輸入量與輸出量，然后確定輸出量與輸入量之間的邏輯關系，畫出所設計電路的邏輯電路圖。然后師生共同分析，簡化電路設計，確定電路所需的元器件，之后提出電路的完善及注意事項要求學生實現(xiàn)電路的硬件搭建。再根據(jù)每一小組的具體情況，提出提高性問題讓學生思考、討論，老師總結(jié)本次學習內(nèi)容，作業(yè)布置；（3）無論在一開始提出問題、分析各個量之間的邏輯關系和邏輯器件的選擇，還是最后具體硬件電路的實現(xiàn)與調(diào)試，教師都全程引導、檢查和評估；（4）每次課都要學生總結(jié)討論，教師小結(jié)歸納每一個實驗項目的知識點，使學生掌握。

2 教學內(nèi)容

數(shù)字電路的課程項目具有實用性和可操作性的特點，需要對電子技術以往的教材進行知識點的重構(gòu)與整合，形成具有可操作的、實際獨立實用的項目[4]。如我校該課程采用的實驗項目主要有：基本邏輯門設計，多路選擇器設計與實現(xiàn)，3-8譯碼器設計與實現(xiàn)，8-3優(yōu)先編碼器設計與實現(xiàn)，全加器設計，十進制加法計數(shù)器設計與實現(xiàn)，七人表決器設計與實現(xiàn)，數(shù)字秒表設計與實現(xiàn)，數(shù)字分頻器設計與實現(xiàn)等[5]。

每一個實驗項目都會涉及到數(shù)字邏輯的有關基礎知識，在做每一個項目之前，教師都會把該實驗項目所涉及到的知識點告知學生，讓學生課余時間查找資料，有目的地提前預習，再在課堂上解決學生在預習過程中遇到的問題。項目教學使得教學內(nèi)容的知識體系已不再那么重要，因為一個項目的完成可由多種技術手段和工作方法，而項目實施的過程也要求有序進行，因而需要把學生以前學的知識和已經(jīng)掌握的技能，以及新的知識技能按項目的具體實施要求作出整合，建構(gòu)一個適用于項目課程教學，具有可操作的綜合性知識集群，只有這樣才能使項目教學法真正具有可行性和有效性。例如，在數(shù)字秒表設計與實現(xiàn)這一項目中，把整個項目分為復位置位電路、555定時電路、計數(shù)分頻電路、譯碼顯示電路等幾個子項目來實現(xiàn)一個系統(tǒng)化的學習項目，電路原理圖如圖1所示。每一個子項目對應于一個子學習情境，原來教材上計數(shù)器和信號產(chǎn)生與整形兩章的內(nèi)容被序化為一個項目來學習。這樣，整合后的知識結(jié)構(gòu)不僅保證了學習的可行性，還大大提高了學習的有效性，這將對學生技能水平的提高起到很大的作用。

3 學習形式

理論學習充分調(diào)動學生的學習積極性、主動性，發(fā)揮他們課前預習的作用，也是突出學生的學習主體作用，實驗課的課時安排較以往也有變動。以前實驗課的課時兩節(jié)課一次地排，導致一個綜合的實驗項目不能在一次課上順利完成，等到下次課在繼續(xù)的時候，老師和學生都得把前一次的內(nèi)容重復一下，降低了教學和學習的效率?，F(xiàn)在是一次實驗課四節(jié)課時（半天），這樣有充足時間供學生項目任務的學習與掌握。學生在學習上是主動的，每次課都要完成一定的任務，結(jié)束一個完整的實驗項目，每個小組成員和教師要對自己打分，在任務實施過程中遇到問題要積極主動思考，及時解決，而且學生也有一定的成就感。整個一次課是在動腦筋和動手操作過程中完成，每個學生都是該項目的主體，教師只不過是導演參與其中，但教師是有指揮權(quán)的，既要保證本次課氣氛活躍，學生積極討論操作，又要保證整個學習過程要井然有序，不是亂糟糟的，而是有序高效的。

4 教學考核

對于專業(yè)科目而言，無疑是實踐操作加理論的考試相結(jié)合的成績，不僅重在對學習過程的評價，而且對學生職業(yè)能力的提升也有很大好處。所以，本門課程的最終成績包括三部分：過程考核（40%）：每個項目實施完畢后都進行考評，此成績由學生自評、小組互評、教師總體評價三部分組成，考評的內(nèi)容有出勤率、工作態(tài)度、團隊合作交流能力、項目實施操作能力等，全部項目考評結(jié)束后，成績積累取平均值即是過程考核的成績；期末實踐考核（30%）：教師給出15-20個實訓題目，學生隨機抽題，一人一臺操作，在規(guī)定的時間內(nèi)完成，從電路設計、線路連接、技能操作效果、數(shù)據(jù)處理、熟練操作、安全生產(chǎn)幾方面考核，最后結(jié)合口頭提問進行評定成績；理論考核（30%）：期末采用閉卷考試的形式進行。

可以看出，過程考核，主要是項目操作過程考核在整個教學考核中的比重。教學采用項目教學以后，學習已成為人人參與的實踐與創(chuàng)新的過程，因而成績的評價注重的不是某一個環(huán)節(jié)的結(jié)果，而是完成完整項目的過程。學生在項目任務實踐過程中理解和把握課程要求的知識和技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思維方法。

5 結(jié)束語

數(shù)字電路理論教學改變以往滿堂灌的方式，突出課前預習的重要性，使學生真正成為課堂教學的主體，教師起引導作用；實驗教學采用項目驅(qū)動教學方法，在教師有目的地引導下，學生主動參與、團結(jié)合作，不僅提高了學生的理論知識和實際操作技能，而且培養(yǎng)了他們解決實際問題的綜合能力。真正激發(fā)學生學習的興趣，調(diào)動他們學習的積極性和主動性，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]姜春艷.項目教學法在數(shù)字電子技術教學中的研究與實踐[J].中國電力教育，2010.

[2]景玉榮.目教學法在電子技術課中的應用[J].新課程研究，2009.

[3]丁娟.項目化學習與高職教育教學改革[J].江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術學院學，2007.

[4]劉江.高職院校項目課程教學改革的思考[J].常州信息職業(yè)技術學院學報，2008.

[5]晏永紅，梁麗娟，陳亮.電工電子與控制技術實訓與學習指導[M].天津：天津大學出版社，2011.

作者簡介：李平（1976-），女，河南駐馬店人，講師，碩士，研究方向：信號傳輸與處理、圖像處理；劉芳（1973-），女，副教授，博士，主要從事電子、通信和自動控制方面的研究。

作者單位：黃淮學院信息工程學院，河南駐馬店 463000

基金項目：國家自然科學基金青年基金項目（項目編號：61304172）。